CPU三大流派争锋：如何找到中国信创产业发展的最优解？
【慧聪通信网】近几十年来，国内IT产业发展非常快，从通用软硬件到专为各行各业开发的解决方案，都形成了庞大的市场规模。不过应该看到，尽管国内IT厂商在市场上占据了较大份额，但底层协议、技术标准、架构、生态等基础环节仍然大多数由国外IT巨头牢牢把握，平时使用会面临诸多安全风险，国际形势动荡则容易受到美国的制裁打压。
为寻求破局，中国多年来一直在积极推动建立自主把握的IT底层架构和标准，打造不受制于人、开放生态的信息技术应用创新产业(信创产业)。信创产业的根在CPU，经过多年的积累，国内CPU目前形成了ARM、X86、自研三大流派和华为、飞腾、龙芯、海光、兆芯、申威六大品牌的格局。从长远发展的角度出发，下一步国产CPU有必要通过产业资源的整合来做大做强。
三大流派，各有千秋
纵观国产CPU的三大流派，以龙芯为代表的自研派选择的是自立门户。龙芯前期发展了MIPS指令集，2020年推出了完全自研的LoongArch指令集，在计算性能上也在不断升级，目前面临的主要问题是生态不够完整和丰富。
X86技术目前在PC、服务器领域如日中天，不但芯片本身的技术成熟，适配厂商和软硬件产品也最多、应用最广泛。不过X86技术完全由美国厂商掌握，国内兆芯、海光等厂商虽然获得了IP授权，但在此基础上推进信创并不可靠。近年来，美国在科技领域制裁打压国内厂商已成常态，X86授权随时可能被中断，届时一切努力都会付于流水。2022年6月，西北工业大学服务器被曝遭到美方情报机构攻击，对方对软硬件环境的熟悉程度表明，构建在X86之上的信创产品无法充分保证安全性。
相比之下，中国ARM派在自主性、生态和商业发展上更加均衡。一方面，华为、飞腾等国内厂商都拿到了ARM的永久授权，可以在现有的基础上持续地进行自研开发；另一方面，ARM+安卓生态在移动端拥有极为丰富的应用品类，可以轻松迁移到桌面版ARM系统下。在商业化方面，华为、飞腾等都实现了规模出货，特别是华为基于ARM技术打造的麒麟CPU已经被规模应用于华为擎云系列商用台式机、笔记本电脑等产品上。
立足当下，着眼未来
CPU多路出击固然展现了中国信创产业的创新能力，但也在很大程度上分散了资源和市场，为硬件适配、操作系统和应用软件的开发带来了不必要的困难，影响了国产IT生态的发展壮大。事实上，不但每家国产CPU都很难做大做强，相关配套产业也一直未能形成规模效应。据统计，2021年四季度的全球CPU市场大致是英特尔占3/4、AMD占1/4，国产CPU份额基本为0。由此可见，在经过了一段时间的分散探索之后，中国信创产业需要逐渐收敛技术路线，沿着一种最适合长期发展的道路走下去，为当下的中国市场提供可用、可靠的解决方案，也为未来国内信创产业的蓬勃发展奠定扎实的基础。
通常认为，现在就是X86与ARM的路线之争，不过这其实并不是什么二选一的问题，而是市场发展到一定阶段后，出现了不同的解决方案来满足细分的客户需求而已。X86技术始于1978年，在长期迭代中成为了PC和服务器等市场的霸主，特点是高功耗、高性能、模块化，不过在低功耗、高性能、高度集成的移动计算时代处于下风。ARM平台则始于1994年，在高通、三星、华为、联发科的联手推动下，借助智能手机的兴起而一举超越了X86架构，占据了移动计算的霸主地位。目前来看，ARM在架构、指令集、开放性等方面都比X86更有优势，可以在提供同等算力的情况下减少功耗，满足绿色减排的总体需求。近年来苹果M1/M2芯片转投ARM，微软Surface开始提供高通ARM芯片版本，也表明IT行业及其客户对ARM系统的需求正在不断升温。
总的来看，X86的生态优势非常突出，但完全受制于人且安全性不可控，因此更适合作为过渡候选方案，同时与之共存的短板也是不可忽略的，例如：不可靠，安全风险高。但是目前生态优势，才得出顶多作为过渡候选方案。毕竟一个步子不能迈得太大。ARM+Linux组合才是国产桌面系统比较理想的技术路线。首先ARM和Linux都是开放的，在此基础上做持续创新没有后顾之忧；其次，与ARM同行多年的安卓系统也是源自Linux，在国产操作系统基本都采用Linux情况下，ARM架构无疑具有先天的亲和力；第三，Linux本身就支持多核多任务，可以高效利用ARM的多核架构，而且Linux在ARM架构下占用内存只有Wintel的1/4；第四，ARM+安卓生态有非常丰富的应用，可以快速移植到ARM+Linux体系下，减少自建生态的艰难。
国产ARM+Linux发展迅猛
由于国内厂商对ARM的投入早、生态也比较成熟，目前国产ARM芯片在桌面和服务器领域的商用进展非常快。截至2022年11月，飞腾的ARM架构芯片已与国内55家厂商的操作系统、安全软件、应用软件、云平台、数据库等近百款产品完成了兼容适配，并在全国32个省市、128个部委单位投入应用。
国内互联网大厂阿里也在2021宣布基于ARM架构推出自研的云芯片倚天710，这款芯片将主要用于阿里巴巴自己的云基础设施。云计算对CPU的需求有其特殊性，市场上主流的x86服务器由于CPU技术封闭、受限于英特尔和AMD两家供应商，导致云服务提供商无法对CPU和服务器做进一步优化，自研ARM芯片则可以让阿里在采购成本和系统特性上形成差异性优势。
华为基于ARM架构开发的麒麟芯片更是广为人知，不但在手机市场上名扬四海，近年来在信创市场上也迅速崛起。早在2020年，华为就推出了一款面向政企客户的擎云台式机，这款产品搭载了麒麟990处理器、统信开发的Linux发行版UOS和华为自研的独立显卡，实测评分超出业界标杆25%，能效比优于业界标杆30%。在笔记本电脑领域，华为在2021年上半年推出了麒麟990芯片+UOS的擎云L410笔记本电脑，最近又传出将推出新一代擎云L420笔记本电脑的消息。预计擎云L420会配备5nm工艺制造的8核麒麟9006C处理器，这可是当前国产CPU中的顶级工艺水准。
长期以来，中国一直在鼓励自主ICT产业的发展，但是时至今日国内信创产业仍然非常弱小，其中既有技术性能不够用的影响，也有生态薄弱不好用的制约，但最根本还是市场巨大的惯性。这种惯性的力量是如此强大，以至于即使有性能更优、成本更低的ARM+Linux方案摆在面前，人们还是倾向于购买熟悉的Wintel组合。国内信创产业要真正发展壮大起来，一方面要改变分散推进的现状，把力量集中起来，在改善目标客户体验上做到极致，就像国产智能手机打败三星、苹果一样，让用户真正感受到替换带来的好处；另一方面，政府、学校、国企等承担国产化引领职责的行业也要真替换、真使用，真正把风尚引领起来。只有在国产IT企业、政府和市场的共同努力下，中国信创产业才有可能真正突出重围，做大做强。
